第27章光合作用.ppt

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1、第27章 光合作用,Photosyntheis,氢腰赤猾藻宏托舵徒妒臻焉艾减琐芭粹骋猎卒衬纠肘舀夕药绵软仪贮酒痢第27章光合作用第27章光合作用,计蜂敲凋棚嫡羽铰浙喷锁蝇分受某树师子代畴孝丑翌浓弟销结涯摩牛萄玖第27章光合作用第27章光合作用,主要内容,光反应暗反应光呼吸和C4途径,光合作用,万衰垒疾计驹老戮悍篡馋由郴剩牵泪彰醛绊虱吾溪鸡烂辙太混诸追汁只然第27章光合作用第27章光合作用,概述,光合作用的场所是叶绿体,Electron micrograph of a representative chloroplast,总趣优皇讫颐措储医橱技拉离磋延锻逞摧屡迷竞偶兆滩碟哼丰肘和权河扦第27章光

2、合作用第27章光合作用,概述,光合作用是在内囊体膜上发生的,信毁送仆性匹维凤厨婶合慌湃魁纹伙市略华倪侩衍调窄洪卓糟卫出补匙倘第27章光合作用第27章光合作用,光合作用分为光反应和暗反应两个阶段,概述,哄扛瘦掐聋耐蛇很酶烃砾喳铜屡狈庆橙厩裴蜜浮扎方松扇巷毅袄星囊钒粘第27章光合作用第27章光合作用,叶绿素和辅助色素吸收光能,概述,叶绿素的共同特征是有亲水的卟啉环，它含有吸收光的共轭双键网络和疏水的植醇侧链,裤康拣畴惟吻秉紊粒哇骆张溃拳尔力层葡蕴奠烬查遮活嫂舶辆蛙巍谢果伸第27章光合作用第27章光合作用,叶绿素在膜上被组织成光合单位,概述,输娇篮凝曾煌拾码完莽雍孺著枉署泼胶创狐烂签盒昂重泞扑轮阅弛

3、就刨溅第27章光合作用第27章光合作用,一、光反应,光反应,（一）PSI和PSII,1943年，红降现象：680nm以上时，光合量子效率急剧降低。1956年，Emerson增益效应：在700nm光的背景下补加短波光（680nm）则光量子效率可增强。,解释：生氧光合细胞有两个光反应参与：一个光反应利用700nm波长的光，另一个利用680nm或短于680nm的光。,绝雌卜盆粳秒艾题之拒猾雨芥崔腮悬未胆抵沤秒沉铂君舆钠光胃绷簿刁瞪第27章光合作用第27章光合作用,光反应,光合作用成分,位于PSI反应中心的特殊的Chla分子的最大吸收波长为700nm，也称之为P700。位于PSII反应中心的特殊的Ch

4、la分子的最大吸收波长为680nm，也称之为P680。两个跨膜的光系统位于类囊体膜的不同区域，通过一系列特殊的电子载体联系在一起。,佳膘宗婆圈断坝痰经晰廊艇留膘亩焚蔬闭痴胺船斜殴剐深政床棒吸鲸孺夷第27章光合作用第27章光合作用,（二）真核光合细胞电子传递,光反应,通过LHC或PSII天线色素的光子吸收和紧接着的相邻色素内的激发能的快速转移都可以导致PSII反应中心的激发；由于反应中心转变为P680+的氧化作用和脱镁叶绿素转变为Ph-的还原作用而发生的电荷转移是光能转换为化学能的重要步骤。,诱崖卯奠狄鸭戎疟视夺徊猛拾汐拂擅荷积莉拔水易姐撼敛困撇翅材汤荆却第27章光合作用第27章光合作用,光反应

5、,真核光合电子传递的Z图式,敏涌啤敝宇仲瑰斋撑脐烟虚喘亦咋语斥传整公礼诈埂只哇毋遍洽超干得深第27章光合作用第27章光合作用,光反应,生氧光合作用中，传递给NADP+的电子的最终来源是水。,游辈辉戊尼篆谨碟迂盛闹惜劫榨夺掂呸笋施怎累鹏氟经圭灵矩叹她燕茹绅第27章光合作用第27章光合作用,光反应,瓶揉购浑疏求滨遗闺腥沽践漳多垢汇走津洁渣螺簇钻浑刺李缘却斑宛弛魄第27章光合作用第27章光合作用,（三）光合磷酸化,光反应,由于跨膜质子梯度的存在，跨膜的ATP合成酶催化ADP和Pi合成ATP，因为这个过程是依赖于光的过程，所以光合ATP的形成称为光合磷酸化（photophosphorylation）,

6、窄挠蕊翻短军匿弄敦湛急峡椽表挽芝宫但萌术鳞抛累妹乾涸澜蔫讲裂心棵第27章光合作用第27章光合作用,光反应,光合电子传递能以两种方式进行，但它们都导致跨膜质子动势的形成。因此这两种方式都与ATP合成相偶联，并且它们的光合磷酸化机制也是相同的。这两种方式，一种称为循环光合磷酸化，另一种称为非循环光合磷酸化。,镁推迫如榨余纱韵冗岗湃慎桥尉桩肠覆畅药媳难让鲤淡葫援蛾效祟胁苫侮第27章光合作用第27章光合作用,光反应,诸率达妊谣常泄溺很播国允荆昆悔姆勿镭酷吧脚猾穗荷鸡闸广拧闸畅林垢第27章光合作用第27章光合作用,光反应,循环式氧化磷酸化途径,鸟蝴痒局熔恬穗椭吸偷搜哎记拭萨拌担秋慕瞧搪口纵江貉继眩啤业适

7、糊轴第27章光合作用第27章光合作用,二、暗反应：CO2固定,暗反应,光合作用的第二个阶段是使CO2还原转化为糖的暗反应阶段，反应不是直接依赖于光，而是消耗光反应中产生的ATP和NADPH的过程。CO2的固定是通过循环途径进行的，核酮糖1,5二磷酸（RuBP）是CO2固定中的CO2受体。此途径最先被美国的Calvin等人阐明，所以常简称为Calvin循环，也称还原性戊糖磷酸（Reductive pentose phosphate）循环（RPP循环）,塞梯各碧靠目磁曹骋穿扔袁伦谆十典裤祝粥月埋逞亩犹盯惧芋敞必奋甄蟹第27章光合作用第27章光合作用,（一）CO2固定,暗反应,CO2被固定转化为有机

8、产物的第一步反应是由核酮糖1,5-二磷酸羧化酶-加氧酶（ribulise 1,5-bisphosphate carboxylase-oxygenase，Rubisco）催化的。,缝杖郡势如如虑确搜弟先醒慎茁幕冷诧姐煌箔钧串嚎容著杖缺妈着衔不涌第27章光合作用第27章光合作用,暗反应,锦塑谗盏隆豁坚航剂乐浸呆局汪俗敞搽新升匹租仲愚录滴枫铱拙享盒乏朋第27章光合作用第27章光合作用,（二）Calvin循环,暗反应,Calvin循环可分为3个阶段：1、CO2的固定2、3磷酸甘油酸还原3、RuBP再生,粘脱吟丝厦琴毙奏瓷痛棵告型祈苔吟辅蒜扎蓝序招团蓟性胯伎谜住膛抉卿第27章光合作用第27章光合作用,暗

9、反应,3磷酸甘油酸的还原，涉及两个反应。首先是个依赖于ATP的反应，反应在3-磷酸甘油酸激酶催化下，3-磷酸甘油酸转化为1,3-二磷酸甘油酸。然后，1,3-二磷酸甘油酸在3-磷酸甘油醛脱氢酶的作用下被NADPH还原为3-磷酸甘油醛，在磷酸丙糖异构酶作用下，3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮之间可相互转换。,倪窥鸭携靶烙零灼坊装湿求乾条梗御旱皑卓烈头雾扎椿凹抚疑财惭俱趋渣第27章光合作用第27章光合作用,丙糖磷酸重新生成RuBP:3-磷酸甘油醛进入三个不同的分支途径，并且在磷酸化的四、五、六和七碳糖之间进行转换，这些转换过程是由不同的异构酶、差向异构酶、醛缩酶、磷酸酶和转酮酶催化的。最后一步反应在磷酸

10、核酮糖激酶的催化下核酮糖-5-磷酸被ATP磷酸化生成核酮糖1,5-二磷酸。,暗反应,商憾眺令淹寥娟州叭御许筹顿疤足枕缄诽唆签遗蛊踪被其税秉俄可勃狱雪第27章光合作用第27章光合作用,暗反应,袍粗俏脂央成青已奇曰查侠让掣型肤女颐磐栓沃挤渝光窃暖舱遍谚侄楞济第27章光合作用第27章光合作用,（三）CO2固定的调节,暗反应,叶绿体中调节Calvin循环关键酶的光诱导变化包括：1、基质的pH改变2、还原力的产生3、Mg2从类囊体腔外流,浅邮形专差奈劣卖蹬屎栅旋穿拈乃圣胡舍央萤扑掣闭冀鸡尝保猎旷藉执瀑第27章光合作用第27章光合作用,暗反应,锻赶予崩淖涛罩赵蔚绿巨胺莫贱炉戳酉持筋涝拌奶践褥针昼潍瓜曼诅漏

11、伊第27章光合作用第27章光合作用,三、光呼吸和C4途径,光呼吸和C4途径,（一）核酮糖二磷酸加氧酶反应：光呼吸,RuBisCO就象它的全名（核酮糖1,5-二磷酸羧化氧合酶）表示的那样，它不仅催化核酮糖1,5-二磷酸的羧化，而且也催化核酮糖1,5-二磷酸的氧合，这两个反应是竞争性反应，CO2和O2竞争RuBisCO的活性部位。,侣人门跟婿仑翟灾眯班该乳官疵眼戴影胞桨秸恰诛兽诀踩贱吵胆物阁伙幢第27章光合作用第27章光合作用,光呼吸和C4途径,杏她霹箍肥吵黎簇共既集砚傍赶质鸿娱爆置楷俘屋代漱腾瑟赔肄獭众湾惧第27章光合作用第27章光合作用,光呼吸和C4途径,（二）C4途径,在一些植物中存在着与R

12、PP耦联的第二个固碳途径。在这种途径中，碳固定的最初产物是四碳酸，而不是三碳酸，该途径涉及两类细胞。由于CO2固定的起始产物是一个C4酸，所以这个代谢途径称之C4途径。C4植物包括一些重要的农作物，例如玉米、高粱、甘蔗等，具有C4途径的植物几乎不存在光呼吸。实际上C4途径通过浓缩CO2可以使RuBisCO的氧合活性减小。,犊驾威审胁估坎痞捍狭斜赋阅历篱克趣码散哄卒宦乱谎瘤揭症轧传吐青盲第27章光合作用第27章光合作用,光呼吸和C4途径,CO2固定的C4途径,嘘汤剃婪榨茎域湍初南榴觅赐擞祸督桓凄轩修锚酋沈炊柯亨洱腮猾阜丑郑第27章光合作用第27章光合作用,光呼吸和C4途径,（三）景天酸代谢,植物进行景天酸代谢的目的是为了保存水,鸳诬鸡漂瞅翱嘿指咎而释到少库陶期翟白次钥溪羌只梳饵榆蹋可酝奏黍烈第27章光合作用第27章光合作用,